物聯網技術在單片機教學中的應用

劉文麗

摘 要：物聯網技術的創新發展，逐漸改變了單片機教學的授課方式，結合物聯網技術以及單片機原理的應用，在課堂教學設計中來合理地演示單片機電子系統，能夠有效提升課堂教學的科學性和實踐性。本文主要分析了單片機教學和物聯網技術的特點，以及傳統單片機教學現存問題，重點分析了物聯網技術在單片機教學中的應用措施。

關鍵詞：物聯網技術 單片機教學 應用

物聯網技術發展逐漸成熟，在社會各界的應用范圍也越來越廣泛，社會對于物聯網技術的專業性人才需求量也逐漸加大。在中職電子技術課程體系中，單片機技術屬于物聯網產業的關鍵底層發展技術之一，隨著物聯網技術的不斷創新，傳統的單片機課程教學觀念和教學內容都已經無法滿足社會發展需求，需要結合物聯網技術發展現狀，積極創新改革單片機課程教學。

一、單片機教學和物聯網技術特點分析

在中職學校相關專業中，單片機原理和單片機應用教學活動的開展非常重要，教師需要對單片機教學內容提升重視力度，引導學生了解單片機的工作原理。在傳統的單片機教學中，為了能夠為學生提供真實直觀的應用教學活動，教師一般都在課堂教學中通過實驗教學培養學生的具體實踐能力，利用傳統單片機教學觀念和教學模式，掌握基礎的編程方法，使用基本的接口基礎，但是這種傳統教學模式忽視了實際構建單片機系統的需求，學生的綜合設計能力得不到有效培養。

物聯網核心內容就是促進物與物之間、人與物之間的信息交互性，物聯網技術具有智能、傳輸和全面感知等特點。在物聯網構架當中，最關鍵的技術跟單片機的應用有很大的聯系，因此結合物聯網技術的應用，能夠創新單片機教學觀念和教學手段，豐富單片機教學內容，為單片機教學提供更多的實踐方式。把物聯網技術和單片機教學相結合，把理論知識和實踐教學相結合，培養學生實踐操作能力，從根本上提升學生的技術水平，促進物聯網相關產業的創新發展。

二、物聯網技術在單片機教學中的應用

1.優化單片機課程應用

在傳統單片機課堂教學中，教師過于重視理論知識教學，忽視了學生的綜合實踐能力水平提升，采用的大部分單片機教學內容都已經跟不上時代的發展，課堂教學知識存在非常嚴重的滯后性問題。單片機課程理論知識的系統性和抽象性比較強，理解起來難度比較大，學生很難通過自主學習準確地把握好單片機知識原理，對于單片機課程參與積極性不高。因此，需要在原有的課堂教學模式基礎上進行創新，優化單片機課程教學方式和教學內容，例如在課堂教學中教師可以選擇比較流行的無線SOC單片機來進行教學，拉近理論知識和實踐教學之間的距離。在物聯網技術創新發展背景下，教師需要積極優化課程教學內容，并改革課堂教學方法，使用多樣化教學手段來營造出良好的單片機教學氣氛，例如小組合作教學法、任務驅動教學法、項目教學法以及情境教學法等，都能夠起到良好的教學效果。教師在單片機課程教學中要重視物聯網技術的應用，強調單片機技術對于物聯網發展的重要作用。例如在單片機課堂上學習SPI接口課程內容時，可以在教學中結合應用原理、接口函數一直到模塊知識的學習都用實例教學，以有效提升單片機課堂教學的趣味性。在課堂教學中，教師可以結合學生的學習需求，盡可能地減少理論知識教學，強化實踐內容的傳授，增加無線通信協議棧等知識點教學，在教學中突出C語言描寫的Zigbee協議棧程序，讓學生能夠了解開發網絡拓撲結構形態等知識點，培養學生的實踐能力和操作能力，促進單片機課程教學改革深入發展。

2.搭建出有效的實驗教學平臺

一部分中職學校受到自身教學條件的影響，無法真正地讓學生實踐單片機教學知識，例如在教學中以采用仿真實驗平臺教學為主，忽視了學生的學習需求，學生的實踐能力培養和理論知識學習互相脫離，學生的學習效率和學習質量得不到有效的提升。因此需要在單片機教學課程中搭建出實驗平臺，能夠幫助完善單片機課程教學的實驗系統，并促進系統的更新，真正培養學生的綜合實踐能力水平。

例如教師可以選擇新型的無線SOPC單片機實驗箱，同時在課堂教學中選擇使用Keil/IAR編譯開發平臺，另外教師還可以選擇SOC單片機基礎硬件實驗類型等。

在學習單片機的定時器和計數器的相關知識點中，教師可以首先為學生創設出教學情境，開展電線測量實驗，把電線繞在周長為1米的輪子上，這樣拉動電線來帶動輪子的旋轉，計算一下輪子轉了多少圈，就可以了解繞過的電線有多少米。單片機的計數器運行功能大致上相同，不過并不是電線測量中計算輪子的圈數，而是在單片機的計數器中計算出單片機P3.4-P3.5引腳進入的脈沖個數。在課堂教學中教師可以引導學生把單片機中兩個計數作用當成水滴不斷地滴落，思考如何測量裝水容器的容量。在實踐過程中，學生通過選擇不同的計數器，能夠針對各種物理量進行有效測量，從而有效地驗證計數器的計數功能。

3.創新課堂教學理念

隨著我國物聯網技術的創新發展，教師需要積極創新傳統教學觀念，與時俱進地實現單片機課程教學改革。在課堂教學中教師要重視學生的課堂主體地位，把學習主動權還給學生，在課堂教學中提升教學趣味性，使用靈活多變的課堂教學方法，激發學生的主觀能動性。同時單片機技術也在不斷更新，但是大部分教師對于物聯網技術和單片機技術的發展和應用了解不夠充分，在課堂教學中受到傳統教學觀念的影響，無法滿足學生的學習需求，也無法滿足社會發展對于物聯網技術、單片機技術綜合性應用人才的需求。在單片機課堂教學中應用物聯網技術，教師需要結合本節課實際單片機課程教學內容，科學合理地選擇教學案例和教學手段，以真正符合學生的學習需求。

例如在單片機課堂教學中教師可以選擇使用項目教學法，把單片課程當成項目系統，再細分成不同的小項目，課堂教學主線為完成項目目標，結合相應的教學知識點進行講解，把學生的學習主動性和積極性充分激發出來。從實際教學問題入手，讓學生參與到問題提出、問題分析、問題設計、問題解決和總結歸納環節，通過引導學生自主發現問題和解決問題，從而掌握更多的單片機技術相關知識點。教師還需要深入分析和了解學生的認知水平，結合課堂教學實踐，完善課堂教學設計。在課堂教學中根據理論知識進度，要科學合理地選擇實驗實踐內容，確保在學生理論知識都充分掌握的基礎上，培養學生的實驗實踐能力。

4.實踐教學創新

單片機課程教學實踐性非常強，如果在教學中把理論知識學習和實踐能力培養脫離進行，會導致學生出現高分低能的學習現象。在實際課堂教學中，教師可以根據教學目標，把學生分成不同的學習小組，小組成員承擔著主動學習、相互配合以及平等參與的重要職責。教師作為課堂教學輔助者，要把學生的主導作用發揮出來，引導學生在實踐教學中自主研究。因此教師需要在教學中積極創新教學觀念和教學方法，擺脫傳統教學方法對于單片機課堂教學的束縛，在單片機課堂教學中應用物聯網技術，逐漸提高學生的實踐能力水平。教師可以搭建出以SOC單片機特征的新教學系統，支持Zigbee的無線單片機實驗箱，為了能夠在教學中兼容原有的實驗，便于進行移植代碼，可以選擇使用Keil/IAR編譯開發平臺，能夠有效減少工作量。在實驗項目開展過程中，SOC單片機的教學重點是綜合實驗、網絡協議實驗以及基礎硬件實驗等。

三、小結

綜上分析，在中職學校單片機課程教學中結合物聯網技術的應用，能夠豐富學生的理論知識，培養學生的綜合實踐能力，提升學生的創新能力，為社會培養更多物聯網專業的綜合型技術人才。

參考文獻：

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（作者單位：湛江機電學校）